(57)【要約】【課題】明るい環境光の下で映像を鮮明に表示するとともに投影機光源の映り込みを効果的に防止することが可能な、視認性に優れた投影スクリーンを提供する。【解決手段】投影スクリーン１０は、特定の光を選択的に反射する選択反射層１１と、選択反射層１１の前面側に配置された回折層５０とを備えている。回折層５０の前面側から特定の入射角で入射した光又は選択反射層１１で反射された後に回折層５０の背面側から特定の入射角で入射した光を回折層１１において回折することにより、選択反射層１１で反射され回折層の１１前面側に出射される映像光の出射方向を制御する。選択反射層１１及び回折層５０のうちの少なくとも一方が、光を拡散させる拡散性を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンにおいて、
特定の光を選択的に反射する選択反射層と、
前記選択反射層の前面側に配置された回折層であって、当該回折層の前面側から特定の入射角で入射した光又は前記選択反射層で反射された後に当該回折層の背面側から特定の入射角で入射した光を回折することにより、前記選択反射層で反射されて前記回折層の前面側に出射される映像光の出射方向を制御する回折層とを備え、
前記選択反射層及び前記回折層のうちの少なくとも一方が、光を拡散させる拡散性を有することを特徴とする投影スクリーン。
【請求項２】
前記回折層は、当該回折層の前面側から特定の入射角で入射した光を前記投影スクリーンに対して略垂直方向に回折して、前記選択反射層に入射させることを特徴とする、請求項１に記載の投影スクリーン。
【請求項３】
前記回折層は、当該回折層の前面側から特定の入射角で入射した光を前記投影スクリーンに対して略垂直方向から所定の角度だけ外れた方向に回折して、前記選択反射層に入射させることを特徴とする、請求項１に記載の投影スクリーン。
【請求項４】
前記回折層は、前記選択反射層で反射された後に当該回折層の背面側から特定の入射角で入射した光を前記投影スクリーンに対して略垂直方向に回折して、前記回折層の前面側に出射させることを特徴とする、請求項１に記載の投影スクリーン。
【請求項５】
前記回折層は、拡散異方性を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
【請求項６】
前記回折層は、可視光域に含まれる特定の波長域の光を選択的に回折することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
【請求項７】
前記回折層は、透過型体積ホログラムからなることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
【請求項８】
前記選択反射層は、特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層からなることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
【請求項９】
前記選択反射層は、コレステリック液晶構造からなることを特徴とする、請求項８に記載の投影スクリーン。
【請求項１０】
前記選択反射層は、前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により前記拡散性を有することを特徴とする、請求項９に記載の投影スクリーン。
【請求項１１】
前記選択反射層は、可視光域に含まれる特定の波長域の光を選択的に反射することを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
【請求項１２】
前記選択反射層及び前記回折層を支持する支持基材をさらに備えたことを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の投影スクリーン。
【請求項１３】
前記支持基材は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含む光吸収基材であり、かつ、前記支持基材は前記選択反射層の背面側に配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の投影スクリーン。
【請求項１４】
前記支持基材は、可視光域の光を透過する透明基材であることを特徴とする、請求項１２に記載の投影スクリーン。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の投影スクリーンと、
前記投影スクリーンの前記回折層で回折が生じるような入射角で前記投影スクリーン上に映像光を投射する投影機とを備えたことを特徴とする投影システム。
【請求項１６】
前記投影スクリーンの前記選択反射層は、前記投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射することを特徴とする、請求項１５に記載の投影システム。
【請求項１７】
前記投影スクリーンの前記回折層は、前記投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に回折することを特徴とする、請求項１５又は１６に記載の投影システム。
【請求項１８】
前記投影機により投射される映像光が、前記投影スクリーンの前記回折層で回折された後に前記選択反射層で反射されるよう、前記投影スクリーン及び前記投影機が配置されており、
前記投影機により前記投影スクリーン上に投射される前記映像光は、前記投影スクリーンの前記選択反射層により選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光を主として含むことを特徴とする、請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の投影システム。
【請求項１９】
前記投影機により投射される映像光が、前記投影スクリーンの前記回折層で回折されずに透過され、前記選択反射層で反射された後に前記回折層で回折されるよう、前記投影スクリーン及び前記投影機が配置されており、
前記投影機により前記投影スクリーン上に投射される前記映像光は、前記投影スクリーンの前記選択反射層により選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光を主として含むことを特徴とする、請求項１５乃至１７のいずれか一項に記載の投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影機により投影スクリーン上に映像光を投射して映像を表示する投影システムに係り、とりわけ、明るい環境光の下で映像を鮮明に表示するとともに投影機光源（プロジェクター光源）の映り込みを効果的に防止することが可能な、視認性に優れた投影スクリーン及びそれを備えた投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の投影システムとしては、投影機により投射された映像光を投影スクリーン上に映し出し、その反射光を観察者が映像として観察するものが一般的である。
【０００３】
このような従来の投影システムで用いられる投影スクリーンとしては、白色の紙材や布材の他、プラスチックフィルム上に光を白色散乱するインキを塗装したものなどが一般に用いられている。また、より高品質な投影スクリーンとして、ビーズやパールなどを練りこんだ散乱層を含み、この散乱層によって映像光の散乱状態を制御するものが市販されている。
【０００４】
ところで、近年では、投影機本体の小型化や価格の低下などに伴って、ホームシアターなどの家庭用途の需要が増加してきており、投影システムが一般家庭で用いられることが多くなってきている。この場合、投影システムは家庭のリビングスペースなどに設置されることが多いが、このような場所は通常、外光や照明光などの環境光が入りやすい設計となっている。このため、家庭用途の投影システムで用いられる投影スクリーンとしては、明るい環境光の下でも良好な映像表示を実現することが可能なものが望まれている。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光についても映像光と同様に反射してしまうので、明るい環境光の下で良好な映像表示を実現することが困難であるという問題がある。
【０００６】
具体的には、従来の投影システムでは、投影スクリーン上に投射される投影機からの投射光（映像光）の強度差によって映像の濃淡が作り出されており、例えば、黒地に白の絵を映し出すような場合には、投射光が投影スクリーンに当たる部分が白、それ以外の部分が黒となり、このような白黒の明るさの差により映像の濃淡が作り出されている。この場合、良好な映像表示を実現するためには、白表示の部分をより明るくし、黒表示の部分をより暗くして、コントラスト差を大きくする必要がある。
【０００７】
しかしながら、上述した従来の投影スクリーンでは、外光や照明光などの環境光を映像光との区別なく反射してしまうので、白表示の部分及び黒表示の部分の両方が明るくなり、白黒の明るさの差が小さくなってしまう。このため、上述した従来の投影スクリーンでは、部屋を暗くするための手段や環境などを用いて外光や照明光などの環境光の影響を抑えない限り、良好な映像表示を実現することが困難であるという問題がある。
【０００８】
このような背景の下で、従来から、明るい環境光の下でも良好な映像表示を実現することが可能な投影スクリーンが研究されており、偏光分離層を利用したもの（特許文献１及び２参照）が提案されている。
【特許文献１】特開平５−１０７６６０号公報
【特許文献２】特表２００２−５４０４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した従来の偏光分離層を利用した投影スクリーンでは、白表示の部分を明るくしつつ、黒表示の部分をより暗くすることが可能であり、明るい環境光の下で映像を鮮明に表示することができる。
【００１０】
具体的には例えば、上記特許文献１には、映像光に含まれる赤色、緑色及び青色の各色の光（右円偏光又は左円偏光）を反射するコレステリック液晶を用い、コレステリック液晶の円偏光分離機能により環境光の略半分を反射させないようにする投影スクリーンが記載されている。
【００１１】
また、上記特許文献２には、拡散性を有する多層反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、多層反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、多層反射性偏光材を構成する屈折率の異なる材料の界面反射、又は、多層反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により、反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。また、上記特許文献２には、コレステリック反射性偏光材などを反射性偏光要素として用いる投影スクリーンであって、この反射性偏光要素と拡散要素とを組み合わせて用い、コレステリック反射性偏光材などの偏光分離機能により環境光の一部を反射させないようにするとともに、コレステリック反射性偏光材とは別に設けられた拡散要素により反射光に散乱効果を与えるものが記載されている。
【００１２】
しかしながら、上記特許文献１に記載された投影スクリーンでは、偏光分離層で反射される映像光が鏡面反射光となるので、映像の視認性が低下するという問題がある。また、偏光分離層で反射された映像光の出射方向と、投影機光源の界面反射光の出射方向とが等しくなるので、投影スクリーンにて投影機光源の映り込みが生じ、映像の視認性が低下するという問題もある。
【００１３】
また、上記特許文献２に記載された投影スクリーンでは、反射性偏光要素で反射された光に拡散要素などにより散乱効果を与えることで、投影機光源の映り込みを防止することができるものの、散乱光である反射光の一部が、反射性偏光要素で反射された映像光に混じり合うので、その結果として、映像のコントラストが低下し、映像の視認性が悪くなるという問題がある。
【００１４】
本発明はこのような背景の下でなされたものであり、明るい環境光の下で映像を鮮明に表示するとともに投影機光源の映り込みを効果的に防止することが可能な、視認性に優れた投影スクリーン及びそれを備えた投影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、その第１の解決手段として、投射された映像光を反射して映像を表示する投影スクリーンにおいて、特定の光を選択的に反射する選択反射層と、前記選択反射層の前面側に配置された回折層であって、当該回折層の前面側から特定の入射角で入射した光又は前記選択反射層で反射された後に当該回折層の背面側から特定の入射角で入射した光を回折することにより、前記選択反射層で反射されて前記回折層の前面側に出射される映像光の出射方向を制御する回折層とを備え、前記選択反射層及び前記回折層のうちの少なくとも一方が、光を拡散させる拡散性を有することを特徴とする投影スクリーンを提供する。
【００１６】
なお、上述した第１の解決手段において、前記回折層は、当該回折層の前面側から特定の入射角で入射した光を前記投影スクリーンに対して略垂直方向に回折して、前記選択反射層に入射させることが好ましい。また、前記回折層は、当該回折層の前面側から特定の入射角で入射した光を前記投影スクリーンに対して略垂直方向から所定の角度だけ外れた方向に回折して、前記選択反射層に入射させることが好ましい。さらに、前記回折層は、前記選択反射層で反射された後に当該回折層の背面側から特定の入射角で入射した光を前記投影スクリーンに対して略垂直方向に回折して、前記回折層の前面側に出射させることが好ましい。
【００１７】
また、上述した第１の解決手段において、前記回折層は、拡散異方性を有することが好ましい。
【００１８】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記回折層は、可視光域に含まれる特定の波長域の光を選択的に回折することが好ましい。
【００１９】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記回折層は、透過型体積ホログラムからなることが好ましい。
【００２０】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記選択反射層は、特定の偏光成分の光を選択的に反射する偏光選択反射層からなることが好ましい。ここで、前記選択反射層は、コレステリック液晶構造からなることが好ましい。この場合、前記選択反射層は、前記コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により前記拡散性を有することが好ましい。
【００２１】
さらに、上述した第１の解決手段において、前記選択反射層は、可視光域に含まれる特定の波長域の光を選択的に反射することが好ましい。
【００２２】
さらに、上述した第１の解決手段においては、前記選択反射層及び前記回折層を支持する支持基材をさらに備えることが好ましい。ここで、前記支持基材は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含む光吸収基材であり、かつ、前記支持基材は前記選択反射層の背面側に配置されているとよい。また、前記支持基材は、可視光域の光を透過する透明基材であってもよい。
【００２３】
本発明は、その第２の解決手段として、上述した第１の解決手段に係る投影スクリーンと、前記投影スクリーンの前記回折層で回折が生じるような入射角で前記投影スクリーン上に映像光を投射する投影機とを備えたことを特徴とする投影システムを提供する。
【００２４】
なお、上述した第２の解決手段において、前記投影スクリーンの前記選択反射層は、前記投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射することが好ましい。また、前記投影スクリーンの前記回折層は、前記投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に回折することが好ましい。
【００２５】
また、上述した第２の解決手段において、前記投影機により投射される映像光が、前記投影スクリーンの前記回折層で回折された後に前記選択反射層で反射されるよう、前記投影スクリーン及び前記投影機が配置されている場合には、前記投影機により前記投影スクリーン上に投射される前記映像光は、前記投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光を主として含むことが好ましい。また、前記投影機により投射される映像光が、前記投影スクリーンの前記回折層で回折されずに透過され、前記選択反射層で反射された後に前記回折層で回折されるよう、前記投影スクリーン及び前記投影機が配置されている場合には、前記投影機により前記投影スクリーン上に投射される前記映像光は、前記投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光を主として含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、特定の光を選択的に反射する選択反射層の前面側に回折層を配置し、回折層の前面側から特定の入射角で入射した光又は選択反射層で反射された後に回折層の背面側から特定の入射角で入射した光を回折することにより、選択反射層で反射されて回折層の前面側に出射される映像光の出射方向を制御するようにしている。このため、選択反射層で反射された映像光の出射方向と、投影機光源の界面反射光の出射方向とを異ならせることが可能となり、投影機光源の映り込みを効果的に防止して映像の視認性を十分に向上させることができる。
【００２７】
具体的には例えば、選択反射層の前面側に配置される回折層として、特定の方向から入射した光を当該特定の方向とは異なる方向を中心とする方向へ回折する透過型体積ホログラムを用いるようにすれば、回折層の回折条件を満足する入射角（透過型体積ホログラムのブラッグの回折条件を満足する角度）で光が入射したときに光が回折する。このとき、回折層においては、選択反射層で反射される映像光を回折してその出射方向を制御する一方で、投影機光源の界面反射光を入射方向から見て正反射の方向に反射するので、選択反射層で反射された映像光と、投影機光源の界面反射光とを分離して、投影機光源の映り込みを効果的に防止することができる。
【００２８】
ここで、選択反射層の前面側に配置される回折層においては、(1)回折層の前面側から特定の入射角で入射した光が回折層で回折された後に選択反射層で反射される場合と、(2)回折層の前面側から入射した光が回折層で回折されずに透過され、選択反射層で反射された後に回折層の背面側から特定の入射角で入射して回折層で回折される場合の二通りの場合が存在する。
【００２９】
このうち、上記(1)の場合には、回折層の前面側から特定の入射角で入射した光を、投影スクリーンに対して略垂直方向に回折して、選択反射層に入射させるとよい。これにより、選択反射層で反射された光は、回折層を透過して投影スクリーンに対して略垂直の方向に出射することとなり、入射方向から見て正反射の方向に反射される投影機光源の界面反射光と重なり合うことを効果的に防止することができる。ここで、このようにして回折層に対して特定の方向から入射した光が回折層により投影スクリーンに対して略垂直方向に回折される場合、選択反射層で反射された光の一部は回折層で再帰回折され、入射方向に戻ることとなる。このような再帰回折光の存在は、投影スクリーンに対して略垂直の方向に出射される光の明るさを低下させることとなるが、映像光の視野角を入射方向に拡げさせるのには役立つ。すなわち、透過型体積ホログラムなどからなる回折層の回折効率は通常１００％ではない任意の値をとるので、このような回折効率の値を適宜調整することにより、投影スクリーンに対して略垂直の方向に出射される光の明るさを調節することができる。なお、上述したような再帰回折は、選択反射層で反射されて回折層に再入射する際の光の角度が再帰回折の生じる角度であれば生じるので、選択反射層又は回折層が拡散性を有し、その拡散範囲に再帰回折の生じる角度が含まれるような場合にも、同様にして、映像光の視野角を入射方向に拡げさせることができ、これによって、投影スクリーンに対して略垂直の方向に出射される光の明るさを調節することができる。
【００３０】
また、上記(1)の場合には、回折層の前面側から特定の入射角で入射した光を、投影スクリーンに対して略垂直方向から所定の角度だけ外れた方向に回折して、選択反射層に入射させてもよい。この場合には、選択反射層で反射された光が回折層で再帰回折されないようにすることができるので、投影スクリーンに対して略垂直の方向に出射される光の明るさを向上させることができる。
【００３１】
一方、上記(2)の場合には、選択反射層で反射された後に回折層の背面側から特定の入射角で入射した光を投影スクリーンに対して略垂直方向に回折して、回折層の前面側に出射させるとよい。これにより、選択反射層で反射された光は、回折層を透過して投影スクリーンに対して略垂直の方向に出射することとなり、入射方向から見て正反射の方向に反射される投影機光源の界面反射光と重なり合うことを効果的に防止することができる。
【００３２】
なお、本発明において、選択反射層は、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造などを有する偏光選択反射層からなるとよい。このような偏光選択反射層によれば、コレステリック液晶構造などの有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が偏光選択反射層に入射する際に、その入射光が、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層で略１００％反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。ここで、回折層により光が回折される場合には、光の偏光状態（例えば円偏光の向き）が反転するので、投影機から投射される映像光が、上記(1)の場合であれば、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）を主として含むことが好ましく、上記(2)の場合であれば、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むことが好ましい。
【００３３】
また、本発明によれば、回折層及び選択反射層のうちの少なくとも一方が、光を拡散させる拡散性を有しているので、選択反射層で反射されて回折層の前面側に出射される映像光を鏡面反射光でなく拡散反射光とすることができ、映像の視認性を向上させることができる。
【００３４】
ここで、回折層が拡散性を有している場合には、その拡散性に異方性（拡散異方性）を持たせてもよい。これにより、例えば、光が一方向にはより広い視野角で拡散し、他の方向にはより狭い視野角で拡散するなどの態様で、ゲインを保ちつつ視野角を自在に設定することができる。
【００３５】
一方、選択反射層が拡散性を有している場合には、選択反射層が、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造などを有する偏光選択反射層であれば、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域の螺旋軸の方向にばらつきを持たせることなどによりコレステリック液晶構造に構造的な不均一性が与えられる。この場合には、偏光選択反射層で選択的に反射される光が拡散反射光となるので、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光を拡散させながら反射する一方で、その他の光については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層を透過する環境光や映像光について、偏光状態の乱れ（消偏）の問題は起こらず、偏光選択反射層の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。
【００３６】
なお、回折層が拡散性を有している場合には、選択反射層は必ずしも拡散性を有している必要はない。この場合には、選択反射層が、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造などを有する偏光選択反射層であれば、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域の螺旋軸の方向が揃えられ、コレステリック液晶構造に構造的な均一性が与えられる。この場合には、偏光選択反射層で選択的に反射される光が鏡面反射光となるが、最終的に回折層により拡散されるので、映像の視認性は良好に保たれる。
【００３７】
さらに、本発明によれば、選択反射層及び回折層のうちの少なくとも一方が、可視光域に含まれる特定の波長域の光を選択的に反射又は回折するようにすることにより、外光や照明光などの環境光の影響をさらに抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。
【００３８】
すなわち、投影スクリーン上に映像光を投射する投影機は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しており、例えば、投影スクリーンに対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を投射している。このため、投影スクリーンにおいて、投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射するようにすることにより、外光や照明光などの環境光のうち上述した波長域から外れた範囲にある可視光域の光の反射を防止して映像のコントラストを高めることができる。
【００３９】
さらに、本発明によれば、選択反射層及び回折層を支持する支持基材として、可視光域の光を吸収する光吸収層を含む光吸収基材を用いることにより、投影スクリーンの前面側から入射する光のうち反射光として本来反射されるべきでない光や、投影スクリーンの背面側から入射する光を吸収して、外光や照明光などの環境光に起因した反射光や、映像光に起因した迷光などの発生を効果的に防止することができる。また、選択反射層及び回折層を支持する支持基材として、可視光域の光を透過する透明基材を用いることも可能であり、この場合には、投影スクリーン全体が透明となるので、各種の応用範囲（窓ガラス上に貼り付けて、通常は反対側を見とおせる窓として用いるといった応用）に適用することができる。
【００４０】
さらに、本発明によれば、投影機により投影スクリーン上に投射される映像光の偏光状態を制御することにより、映像光に起因した迷光などの影響を抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。
【００４１】
すなわち、上記(1)の場合であれば、投影機により投影スクリーン上に投射される映像光が、投影スクリーンにより選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光を主として含むようにし、一方、上記(2)の場合であれば、偏光選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすることにより、投影スクリーンの選択反射層で選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）に起因した迷光などの発生を効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００４３】
投影スクリーン
まず、図１により、本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンについて説明する。
【００４４】
図１に示すように、本実施の形態に係る投影スクリーン１０は、観察者側（図面の上方側）から入射角αで投射された映像光を反射して映像を表示するものであり、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造からなる偏光選択反射層１１と、偏光選択反射層１１の前面側に配置され、特定の方向から入射した光を当該特定の方向とは異なる方向を中心とする方向へ回折する透過型体積ホログラムからなる回折層５０と、偏光選択反射層１１及び回折層５０を支持する支持基材１２とを備えている。
【００４５】
このうち、偏光選択反射層１１は、コレステリック規則性を示す液晶性組成物からなり、液晶分子の物理的な分子配列として、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造をとっている。
【００４６】
そして、偏光選択反射層１１は、このような液晶分子の物理的な分子配列に基づいて、一方向の円偏光成分と、これと逆回りの円偏光成分とを分離する偏光分離特性を有している。すなわち、偏光選択反射層１１において、螺旋軸に沿って入射した無偏光状態の光は、２つの偏光状態の光（右円偏光及び左円偏光）に分離され、一方は透過され、残りは反射される。この現象は、円偏光二色性として知られ、液晶分子の螺旋構造における螺旋巻き方向を適宜選択すると、この螺旋巻き方向と同一の旋光方向を有する円偏光成分が選択的に反射される。
【００４７】
この場合の最大旋光光散乱は、次式（１）の波長λ０で生じる。
λ０＝ｎａｖ・ｐ    …  （１）
ここで、ｐは液晶分子の螺旋構造における螺旋ピッチ長（液晶分子の分子螺旋の１ピッチ当たりの長さ）、ｎａｖは螺旋軸に直交する平面内での平均屈折率である。
【００４８】
また、このときの反射光の波長バンド幅△λは次式（２）で表される。ここで、△ｎは複屈折値である。
△λ＝△ｎ・ｐ    …  （２）
【００４９】
すなわち、図１において、投影スクリーン１０の観察者側から入射する無偏光状態の光（選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒ及び左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）は、上述したような偏光分離特性に従って、選択反射中心波長λ０を中心とした波長バンド幅△λの範囲（選択反射波長域）に属する一方の円偏光成分（例えば選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒ）が反射光３３として反射され、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）が透過される。なお、図１において、投影スクリーン１０の左側の部分での図示内容（回折層５０の破断部分での図示内容）は、回折層５０がないものとした場合の光の挙動を示している。
【００５０】
なお、このような偏光選択反射層１１が光を拡散させる拡散性を有するようにする場合、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造が、図２(a)に示すように、螺旋軸Ｌの方向が異なる複数の螺旋構造領域３０を含むようにし、このようなコレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光（反射光３３）を拡散させるようにすることができる。ここで、コレステリック液晶構造が構造的な不均一性を有する状態とは、コレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向がばらついた状態の他、ネマチックレイヤー面（液晶分子のダイレクターがＸＹ方向で同一である面）の少なくとも一部が偏光選択反射層１１の面に対して平行でないような状態（染色処理したコレステリック液晶構造膜の断面ＴＥＭ写真を撮ったときに濃淡パターンで現われる層の１つながりの曲線が基板面と平行でない状態）や、コレステリック液晶からなる微粒子を顔料として分散させた状態などをいう。また、このようなコレステリック液晶構造の構造的な不均一性によって生じる「拡散」とは、投影スクリーン１０で反射された反射光（映像光）を観察者が映像として認識することができる程度に拡げたり散乱させたりすることをいう。
【００５１】
また、このような偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、偏光選択反射層１１が光を拡散させる拡散性を有しない場合であれば、図２(b)に示すように、プラーナー配向状態となっていてもよい。この場合、コレステリック液晶構造に含まれる各螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向は全て層の厚さ方向に一様に平行に延びており、選択的に反射される光（反射光３６）は鏡面反射される。
【００５２】
なお、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０は、可視光域（例えば４００〜７００ｎｍの波長域）の一部のみをカバーする特定の波長域の光を選択的に反射するように、特定の螺旋ピッチ長を有していることが好ましい。より具体的には、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、液晶プロジェクターなどの投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射するように、不連続的に異なる少なくとも２種類以上の螺旋ピッチ長を有していることが好ましい。なお、投影機は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しているので、例えば、偏光選択反射層１１に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を選択的に反射するように、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を決定するようにするとよい。
【００５３】
なお、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域として用いられる、４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍは、光の三原色によって白色を表現するディスプレイに用いられるカラーフィルターや光源などの波長域として一般的なものである。ここで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各色は特定の波長（例えば緑色（Ｇ）は代表的なものでは５５０ｎｍ）にピークを持つ輝線として表される。しかしながら、このような輝線にはある程度の幅があり、また、装置の設計や光源の種類などによって波長に差があることから、各色について、３０〜４０ｎｍの波長バンド幅を持つことが好ましい。なお、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各色の波長域を上述した範囲以外に設定した場合には、白色を表現することができず、白色が、黄味がかった白色や赤味がかった白色などになってしまう。
【００５４】
ここで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域が互いに独立した選択反射波長域として表される場合には、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、不連続的に異なる３種類の螺旋ピッチ長を有することが好ましい。一方、赤色（Ｒ）及び緑色（Ｇ）の波長域は一つの螺旋ピッチ長での選択反射波長域の波長バンド幅に含まれる場合があるが、この場合には、コレステリック液晶構造は、不連続的に異なる２種類の螺旋ピッチ長を有することが好ましい。
【００５５】
なお、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造が不連続的に異なる２種類以上の螺旋ピッチ長を有する場合には、偏光選択反射層１１は、螺旋ピッチ長が互いに異なる少なくとも２層以上の部分選択反射層を互いに積層することにより構成することができる。具体的には、図３に示すように、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ａと、緑色（Ｇ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｂと、赤色（Ｒ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｃとを、支持基材１２側から順に積層するようにするとよい。なお、部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの積層の順番は必ずしもこれに限られるものではなく、適宜任意の順番をとることができる。なお、図３において、各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、図１に示す偏光選択反射層１１と同様に、特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）を選択的に反射するコレステリック液晶構造となる。
【００５６】
なお、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の厚さは、選択的に反射される特定の偏光状態の光を略１００％反射する程度の大きさ（反射率が飽和する程度の大きさ）とすることが好ましい。これは、選択的に反射される特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）に対して１００％未満の反射率であれば、映像光を効率的に反射することができないからである。なお、偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の反射率は、直接的には螺旋ピッチ数に依存しているが、螺旋ピッチ長が固定であるとすれば間接的には偏光選択反射層１１（又は偏光選択反射層１１を構成する各部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃ）の厚さに依存している。具体的には、１００％の反射率を得るためには、４〜８ピッチ程度必要といわれているので、液晶性組成物の材料の種類や選択反射波長域にもよるが、例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかの波長域の光を反射する一層分の部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃであれば１〜１０μｍ程度の厚さが必要である。一方で、部分選択反射層１１ａ，１１ｂ，１１ｃの厚さは、厚くなればなるほどよいというわけではなく、厚くなりすぎると配向の制御などが困難となったり、ムラが生じたり、また材料自体による光吸収の程度が大きくなるので、上述した範囲が適切である。
【００５７】
なお、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、光が斜めに入射した際にその選択反射波長域が短波長側へシフト（いわゆる「ブルーシフト」）するという光学特性を有しているので、投影スクリーン１０上に投射される映像光の投影スクリーン１０に対する入射角αに応じて、適宜、コレステリック液晶構造の螺旋ピッチ長を調節するようにすることが好ましい。
【００５８】
次に、図１に戻って、回折層５０について説明する。
【００５９】
図１に示すように、偏光選択反射層１１の前面側に配置される回折層５０は、特定の方向から入射した光を当該特定の方向とは異なる方向を中心とする方向へ回折する透過型体積ホログラムからなるものである。
【００６０】
ここで、回折層５０においては、回折層５０の前面側から入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）の入射角αが回折層５０の回折条件を満足する角度（透過型体積ホログラムのブラッグの回折条件を満足する角度）であるとき、図７に示すように、当該映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）が回折されて、回折光３７として偏光選択反射層１１に入射する。そして、このようにして偏光選択反射層１１に入射した回折光３７は、偏光選択反射層１１で反射された後に回折層５０を透過し、反射光３８（偏光選択反射層１１が拡散性を有する場合には拡散光）として回折層５０の前面側に出射する。なお、回折層５０により光が回折される場合には、光の偏光状態（例えば円偏光の向き）が反転するので、偏光選択反射層１１により選択的に反射される光が右円偏光である場合には、回折層５０の前面側から入射する映像光は左円偏光３１Ｌであることが好ましい。
【００６１】
一方、回折層５０の前面側から入射した映像光（例えば右円偏光３１Ｒ）の入射角αが回折層５０の回折条件を満足しないときには、当該映像光（例えば右円偏光３１Ｒ）が回折することなく透過して、偏光選択反射層１１に入射する。この場合、図１０に示すように、回折層５０を透過した後に偏光選択反射層１１で反射された反射光３９（回折層５０の背面側から入射した光）の入射角βが回折層５０の回折条件を満足する角度（透過型体積ホログラムのブラッグの回折条件を満足する角度）であれば、当該反射光３９が回折されて、回折光４０として回折層５０の前面側に出射する。なお、回折層５０により光が回折されない場合には、光の偏光状態（例えば円偏光の向き）が反転しないので、偏光選択反射層１１により選択的に反射される光が右円偏光である場合には、回折層５０の前面側から入射する映像光は右円偏光３１Ｒであることが好ましい。
【００６２】
以上により、偏光選択反射層１１で反射されて回折層５０の前面側に出射される映像光の出射方向を制御して、例えば、投影スクリーン１０の略正面に位置する観察者の方向へ反射光３８又は回折光４０として出射することが可能となる。これにより、偏光選択反射層１１で反射されて前面側に出射される映像光（反射光３８又は回折光４０）と、入射方向から見て正反射の方向に反射される投影機光源（プロジェクター光源）の界面反射光４４とを分離して、投影機光源の映り込みを効果的に防止することができる。
【００６３】
なお、回折層５０は、光を拡散させる拡散性を有していてもよい。この場合には、偏光選択反射層１１が拡散性を有しているか否かにかかわらず、偏光選択反射層１１で反射されて回折層５０の前面側に出射される映像光が鏡面反射光でなく拡散反射光となるので、映像の視認性を向上させることができる。なお、回折層５０が拡散性を有している場合には、その拡散性に異方性（拡散異方性）を持たせてもよい。これにより、例えば、光を一方向（例えば投影スクリーン１０の左右方向）にはより広い視野角で拡散し、他の方向（例えば投影スクリーン１０の上下方向）にはより狭い視野角で拡散するなどの態様で、ゲインを保ちつつ視野角を自在に設定することができる。
【００６４】
ここで、拡散性を有する回折層５０を作製する方法としては、図４に示すような配置で透過型体積ホログラムの撮影を行う方法が挙げられる。すなわち、図４に示すように、フォトポリマー等からなるホログラム感光材料６１に面するように間隔をあけて透過散乱板６２を略平行に配置した上で、透過散乱板６２の裏面側から所定波長の照明光６３で照明し、透過散乱板６２の透過側に散乱光６４を発生させる。そして、このようにして発生させた散乱光６４を物体光としてホログラム感光材料６１に入射させ、物体光である散乱光６４と参照光である平行光６５とを干渉させることにより、ホログラム感光材料６１上に透過型体積ホログラムを記録する。なお、このようにして透過型体積ホログラムが記録されたホログラム感光材料６１が最終的に、拡散性を有する回折層５０となる。
【００６５】
なお、通常、ホログラム感光材料６１は支持基材上に支持されており、この支持基材として、プラスチックフィルムやガラスなどの材料が用いられ得る。ただし、映像光に特定の偏光成分のみが含まれる場合、ホログラム感光材料６１の基材はＴＡＣフィルム、ノルボルネン系耐熱透明樹脂、シクロオレフィンポリマーなどの複屈折が少ない基材であることが好ましい。
【００６６】
また、拡散異方性を有する回折層５０を作製する方法としては、図２２および図２３に示すような配置で透過型体積ホログラムの撮影を行う方法が挙げられる。すなわち、図２２および２３に示すように、フォトポリマー等からなるホログラム感光材料６１に面するように間隔をあけて透過散乱板６２を略平行に配置する。そして、透過散乱板６２の水平方向または垂直方向の長さを、ホログラム感光材料と異なる値に設定することにより、拡散異方性を生じさせることができる。このとき、図２２および図２３における点線部が拡散領域となる。したがって、例えば水平方向に長い透過散乱板を用いれば、水平方向の拡散角を垂直方向の拡散角よりも広くすることができる。また、透過散乱板６２とホログラム感光材料６１との距離によっても拡散角を調節することができる。なお、このように拡散異方性はホログラム感光材料および透過散乱板のサイズや位置を変えることによって任意に設定することができるが、投影スクリーン１０の一般的な使用において、垂直方向よりも水平方向に広い拡散角を有していることが好ましい。
【００６７】
一方、拡散性を有しない回折層５０を作製する方法としては、図５に示すような配置で透過型体積ホログラムの撮影を行う方法が挙げられる。すなわち、図５に示すように、フォトポリマー等からなるホログラム感光材料６１に平行光６６を物体光として略垂直に入射させるとともに、平行光６７を参照光として入射させ、物体光である平行光６６と参照光である平行光６７とを干渉させることにより、ホログラム感光材料６１上に透過型体積ホログラムを記録する。なお、このようにして透過型体積ホログラムが記録されたホログラム感光材料６１が最終的に、拡散性を有しない回折層５０となる。
【００６８】
また、回折層５０は、可視光域（例えば４００〜７００ｎｍの波長域）に含まれる特定の波長域の光を選択的に回折することが好ましい。具体的には例えば、回折層５０は、図６に示すように、可視光域（例えば４００〜７００ｎｍの波長域）の全体で光を効率良く回折する特性を持つとよい。また、これ以外にも、液晶プロジェクターなどの投影機により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に回折するように、可視光域（例えば４００〜７００ｎｍの波長域）の一部のみをカバーする特定の波長域の光（例えば、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光）を選択的に回折する特性を持つようにしてもよい。
【００６９】
ここで、投影スクリーン１０においては、選択反射層１１及び回折層５０のうちの少なくとも一方が、光を拡散させる拡散性を有していることが好ましい。
【００７０】
この場合の第１の態様としては、図７に示すように、偏光選択反射層１１が拡散性を有する一方で、回折層５０が拡散性を有しない態様が挙げられる。この場合には、図７に示すように、回折層５０の前面側から入射角αで入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）が、回折層５０で回折されて、回折光３７として偏光選択反射層１１に入射する。そして、このようにして偏光選択反射層１１に入射した回折光３７は、偏光選択反射層１１で拡散反射された後に回折層５０を透過し、投影機光源の界面反射光４４から分離された反射光（拡散光）３８として回折層５０の前面側に出射する。このように、第１の態様では、回折層５０が拡散性を有していないものの、偏光選択反射層１１が拡散性を有しているので、この拡散性により映像の視認性を確保するとともに、広い視野角を得ることができる。
【００７１】
第２の態様としては、図８に示すように、偏光選択反射層１１が拡散性を有しない一方で、回折層５０が拡散性を有する態様が挙げられる。この場合には、図８に示すように、回折層５０の前面側から入射角αで入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）が、回折層５０で回折及び拡散されて、回折光（拡散光）３７′として偏光選択反射層１１に入射する。そして、このようにして偏光選択反射層１１に入射した回折光（拡散光）３７′は、偏光選択反射層１１で鏡面反射された後に回折層５０を透過し、投影機光源の界面反射光４４から分離された反射光（拡散光）３８′として回折層５０の前面側に出射する。このように、第２の態様では、偏光選択反射層１１が拡散性を有していないものの、回折層５０が拡散性を有しているので、この拡散性により映像の視認性を確保するとともに、広い視野角を得ることができる。
【００７２】
第３の態様としては、図９に示すように、偏光選択反射層１１及び回折層５０がともに拡散性を有する態様が挙げられる。この場合には、図９に示すように、回折層５０の前面側から入射角αで入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）が、回折層５０で回折及び拡散されて、回折光（拡散光）３７′として偏光選択反射層１１に入射する。そして、このようにして偏光選択反射層１１に入射した回折光（拡散光）３７′は、偏光選択反射層１１で拡散反射された後に回折層５０を透過し、投影機光源の界面反射光４４から分離された反射光（拡散光）３８″として回折層５０の前面側に出射する。このように、第３の態様では、偏光選択反射層１１及び回折層５０がともに拡散性を有しているので、これらの拡散性により映像の視認性を確保するとともに、より広い視野角を得ることができる。
【００７３】
なお、上述した第１乃至第３の態様はいずれも、図７乃至図９に示すような場合（回折層５０の前面側から入射角αで入射した光が回折層５０で回折された後に偏光選択反射層１１で反射される場合）だけでなく、図１０に示すような場合（回折層５０の前面側から入射した光が回折層５０で回折されずに透過され、偏光選択反射層１１で反射された後に回折層５０の背面側から入射角βで入射して回折層５０で回折される場合）でも同様に適用され得る。
【００７４】
ここで、図７乃至図９に示す場合には、回折層５０の前面側から入射角αで入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）を投影スクリーン１０に対して略垂直方向に回折して、偏光選択反射層１１に入射させるとよい。これにより、偏光選択反射層１１で反射された映像光（反射光３８，３８′，３８″）は、回折層５０を透過して投影スクリーン１０に対して略垂直の方向に出射することとなり、入射方向から見て正反射の方向に反射される投影機光源の界面反射光４４と重なり合うことを効果的に防止することができる。ここで、このようにして回折層５０に対して入射角αで入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）が回折層５０により投影スクリーン１０に対して略垂直方向に回折される場合、図１１に示すように、偏光選択反射層１１で反射された映像光は、反射光４１として投影スクリーン１０に対して略垂直の方向に出射されるだけでなく、その一部は回折層５０で再帰回折され、再帰回折光４２として入射方向に戻ることとなる。このような再帰回折光４２の存在は、投影スクリーン１０に対して略垂直の方向に出射される光の明るさを低下させることとなるが、映像光の視野角を入射方向に拡げさせるのには役立つ。すなわち、透過型体積ホログラムからなる回折層５０の回折効率は通常１００％ではない任意の値をとるので、このような回折効率の値を適宜調整することにより、投影スクリーン１０に対して略垂直の方向に出射される光の明るさを調節することができる。なお、上述したような再帰回折は、偏光選択反射層１１で反射されて回折層５０に再入射する際の光の角度が再帰回折の生じる角度であれば生じるので、偏光選択反射層１１又は回折層５０が拡散性を有し、その拡散範囲に再帰回折の生じる角度が含まれるような場合にも、同様にして、映像光の視野角を入射方向に拡げさせることができ、これによって、投影スクリーン１０に対して略垂直の方向に出射される光の明るさを調節することができる。特に、回折層５０が拡散異方性を持つ場合には、上述したように視野角を自在に設定することができるので、拡散範囲内で再帰回折の生じる角度も含めてより複雑な視野角の制御を行うことができる。
【００７５】
また、図７乃至図９に示す場合には、図１２に示すように、回折層５０の前面側から入射角αで入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）を、投影スクリーン１０に対して略垂直方向から所定の角度だけ外れた方向に回折して、入射角を該所定の角度として偏光選択反射層１１に入射させてもよい。例えば、所定の角度を、偏光選択反射層１１で反射された光が回折層５０で再帰回折することを防止することができる程度の角度とすることができる。この場合、偏光選択反射層１１で反射された光が回折層５０で再帰回折されないようにすることができるので、投影スクリーン１０に対して略垂直の方向に出射される光の明るさを向上させることができる。
【００７６】
一方、図１０に示す場合には、偏光選択反射層１１で反射された後に回折層５０の背面側から入射角βで入射した映像光（例えば右円偏光３１Ｒ）を投影スクリーン１０に対して略垂直方向に回折して、回折層５０の前面側に出射させるとよい。これにより、偏光選択反射層１１で反射された光は、回折層５０を透過して投影スクリーン１０に対して略垂直の方向に出射することとなり、入射方向から見て正反射の方向に反射される投影機光源の界面反射光４４と重なり合うことを効果的に防止することができる。
【００７７】
次に、図１に戻って、支持基材１２について説明する。
【００７８】
支持基材１２は、偏光選択反射層１１及び回折層５０を支持するためのものであり、プラスチックフィルムや金属、紙材、布材、ガラスなどの材料を用いて形成することができる。
【００７９】
ここで、支持基材１２は、可視光域の光を吸収する光吸収層を含むことが好ましい。
【００８０】
具体的には例えば、図１３に示すように、黒い顔料を練りこんだプラスチックフィルム、例えば黒色ルミラー（東レ社製着色ＰＥＴフィルム）などを用いて支持基材１２（１２Ａ）を形成するようにするとよい。この場合には、支持基材１２の全体が光吸収層（光吸収基材）となる。これにより、投影スクリーン１０の観察者側から入射する無偏光状態の光のうち反射光３３として本来反射されるべきでない光（選択反射波長域内の左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）や、投影スクリーン１０の背面側から入射する光を吸収して、外光や照明光などの環境光に起因した反射光や、映像光に起因した迷光などの発生を効果的に防止することができる。なお、図１３において、投影スクリーン１０の回折層５０の破断部分での図示内容は、回折層５０がないものとした場合の光の挙動を示している。
【００８１】
また、図１３に示す支持基材１２（１２Ａ）のような態様以外にも、図１４及び図１５に示すように、プラスチックフィルムなどの透明な支持フィルム１４のいずれかの側の表面上に、黒い顔料などからなる光吸収層１５を形成することにより、支持基材１２（１２Ｂ，１２Ｃ）を形成してもよい。
【００８２】
なお、支持基材１２は、可視光域の光を透過する透明基材であってもよい。この場合には、光吸収基材としての支持基材１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ）とは異なり、環境光に起因する反射光や、映像光に起因した迷光などの発生を防止することはできないが、投影スクリーン１０全体が透明となることにより、各種の応用範囲に適用することができる。具体的には例えば、支持基材１２が透明基材である投影スクリーン１０を窓ガラス上に貼り付けて、通常は反対側を見とおせる窓として用いる一方で、映像の表示時には、投影機光源の映り込みのない良好な映像の表示を実現することができる。すなわち、このような投影スクリーン１０は、ショーウィンドウに設置したりといったデザイン性の高い利用が可能となり、また、シチュエーションに応じた視野角に設定することにより効果的なアイキャッチ効果を生み出すこともできる。このため、明るい環境下では映えなかった、プロジェクターを用いた従来の情報ツールの欠点を解消して、広告板や情報掲示板、案内板等の用途で効果的に用いることができる。なお、上述した透明基材としては、ヘイズが少ないものが好ましいが、光を透過する材料であれば、アクリルやガラス、塩化ビニル等の任意の材料を用いることができる。また、上述した透明基材は、必ずしも可視光域全域の光を透過する必要はなく、可視光域の特定の波長の光を吸収するものであってもよい。すなわち、上述した透明基材は、必ずしも無色である必要はなく、色のついたものでもよい。具体的には例えば、間仕切りや窓などに用いられる、茶や青、橙などの有色でかつ透明なプラスチック板やガラス板などを用いることができる。
【００８３】
ここで、支持基材１２が透明基材である場合には、図１に示す投影スクリーン１０のように、偏光選択反射層１１の背面側に支持基材１２を配置する必要は必ずしもなく、図１６に示す投影スクリーン１０−１のように、回折層５０と偏光選択反射層１１との間に支持基材１２を配置したり、図１７に示す投影スクリーン１０−２のように、回折層５０の前面側に支持基材１２を配置してもよい。この場合、支持基材１２に使用される材料としては、映像光の偏光を乱すことなく偏光選択反射層１１の偏光分離機能を発揮させる必要があることから、複屈折性を持たない材料を用いることが好ましい。
【００８４】
なお、上述したような光吸収基材又は透明基材としての支持基材１２の厚さは、巻き取り可能にすることを考慮するならば１５〜３００μｍが好ましく、より好ましくは２５〜１００μｍである。一方、パネルとして用いられる場合のように支持基材１２にフレキシブル性が必ずしも必要とされない場合には制限なく厚くすることができる。
【００８５】
また、支持基材１２や支持フィルム１４の材料として用いられるプラスチックフィルムとしては、ポリカーボネート系高分子、ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル系高分子、ポリイミド系高分子、ポリスルホン系高分子、ポリエーテルスルホン系高分子、ポリスチレン系高分子、ポリエチレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン系高分子、ポリビニルアルコール系高分子、酢酸セルロース系高分子、ポリ塩化ビニル系高分子、ポリアクリレート系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子などの熱可塑性ポリマーなどからなるフィルムを用いることができる。なお、支持基材１２や支持フィルム１４の材料はこれに限定されるものではなく、金属や紙材、布材、ガラスなどの材料を用いることもできる。
【００８６】
なお、支持基材１２上に偏光選択反射層１１を積層する場合には、後述するように、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行うのが一般的である。
【００８７】
この場合、偏光選択反射層１１に拡散性を持たせる場合であれば、コレステリック液晶構造がプラーナー配向状態とならないように制御する必要があるので、支持基材１２としては、液晶性組成物が塗布される側の表面に配向能を有していないものを用いることが好ましい。
【００８８】
ただし、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面の材料が、延伸フィルムなどのように表面に配向能を有しているものであっても、支持基材１２としての延伸フィルムの表面に表面処理を施したり、液晶性組成物の材料や、液晶性組成物を配向処理する際のプロセス条件などを制御することにより、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造がプラーナー配向状態とならないように制御することが可能である。
【００８９】
また、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面が配向能を有している場合には、図１８に示すように、偏光選択反射層１１と支持基材１２（１２Ａ）との間に易接着層などの中間層１３を設けることにより、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造の配向状態を制御し、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造のうち中間層１３との界面近傍の液晶分子のダイレクターが複数の方向に向くようにすることも可能である。なお、易接着層などの中間層１３を設ける場合には、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性を高めることもできる。なお、このような中間層１３としては、偏光選択反射層１１の材質及び支持基材１２の材質の両方に対して高い密着性が得られるものであればよく、一般に市販されているものを用いることができる。具体的には例えば、東洋紡社製の易接着層付ＰＥＴフィルムＡ４１００や、パナック社製の易接着材料ＡＣ−Ｘ、ＡＣ−Ｌ、ＡＣ−Ｗなどが挙げられる。なお、中間層１３は、図１３に示す支持基材１２（１２Ａ）と同様に、黒い顔料などを練りこみ、可視光域の光を吸収する光吸収層として用いることもできる。
【００９０】
ここで、支持基材１２の表面が配向能を有しておらず、また、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性も十分に高い場合には、必ずしも中間層１３を設ける必要はない。また、偏光選択反射層１１と支持基材１２との間の密着性を高めるための方法としては、コロナ処理やＵＶ洗浄などのプロセス的な方法を用いることもできる。
【００９１】
なお、本実施の形態に係る投影スクリーン１０においては、図１９に示すように、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面とは反対の表面の側に、支持基材１２に入射する光を反射する光反射層１６を設けるようにしてもよい。これにより、支持基材１２が図１３乃至図１５に示すような態様で光吸収層を含む場合において、投影スクリーン１０の背面側から入射した外光や照明光などの環境光をそれが支持基材１２（特にその内部に含まれる光吸収層）に到達する前に効果的に反射することができ、支持基材１２の発熱を効果的に抑制することができる。なお、光反射層１６としては、白色の散乱層（紙材や白色フィルム、塗料膜など）や金属板、アルミ粉膜などを用いることが好ましい。
【００９２】
また、図１９に示すように、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面とは反対の表面の側（図１９では光反射層１６の背面側）に、偏光選択反射層１１が設けられた支持基材１２を外部の部材に貼り付けるための粘着層１７を設けるようにしてもよい。これにより、投影スクリーン１０を使用時に必要に応じてホワイトボードや壁などの外部の部材に貼り付けることが可能となる。なお、粘着層１７としては、偏光選択反射層１１が設けられた支持基材１２を外部の部材に剥離可能に貼り付けることができるものであることが好ましく、再剥離粘着フィルム（パナック社製）などの弱粘着性の粘着フィルムを用いることが好ましい。また、粘着層１７の表面には、未使用時に当該粘着層１７を保護する目的で剥離フィルム１８を貼り付けておくことが好ましい。
【００９３】
さらに、図１９に示すように、偏光選択反射層１１の前面側に配置された回折層５０の前面側の表面に、機能性保持層１９を設けるようにしてもよい。機能性保持層１９としては、各種のものを用いることができるが、例えば、ハードコート層（ＨＣ層）、防眩層（ＡＧ層）、反射防止層（ＡＲ層）、紫外線吸収層（ＵＶ吸収層）及び帯電防止層（ＡＳ層）などが挙げられる。
【００９４】
ここで、ハードコート層（ＨＣ層）は、投影スクリーン１０の表面を保護して傷付きや汚れの付着などを防止するための層である。防眩層（ＡＧ層）は、投影スクリーン１０のぎらつきなどを防止するための層である。反射防止層（ＡＲ層）は、投影スクリーン１０の表面での光の反射を抑えるための層である。紫外線吸収層（ＵＶ吸収層）は、投影スクリーン１０に入射する光のうち液晶性組成物を黄色へ変化させる原因となる紫外線成分を吸収するための層である。帯電防止層（ＡＳ層）は、投影スクリーン１０で生じる静電気を除去するための層である。なお、機能性保持層１９が帯電防止層として用いられる場合には、機能性保持層１９は必ずしも、偏光選択反射層１１の前面側に配置された回折層５０の前面側の表面に設けられている必要はなく、支持基材１２の背面側の表面に設けてもよく、また、支持基材１２に炭素粒子などを練りこむことにより、支持基材１２自体に静電気を除去する機能を付与してもよい。
【００９５】
次に、上述したような投影スクリーン１０の製造方法について説明する。
【００９６】
まず、偏光選択反射層１１が積層される支持基材１２を準備する。また、必要に応じて、支持基材１２のうち偏光選択反射層１１が設けられる側の表面上に易接着層などの中間層１３を積層する。なおこのとき、偏光選択反射層１１に拡散性を持たせる場合であれば、支持基材１２のうち液晶性組成物が塗布される側の表面（又は中間層１３がある場合にはその表面）が配向能を有していないようにする。
【００９７】
次に、このようにして準備された支持基材１２上に、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布した後、配向処理及び硬化処理を行うことにより、偏光選択反射層１１を積層（固着）させる。
【００９８】
以下、偏光選択反射層１１を積層（固着）させるための各工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）の詳細について説明する。
【００９９】
（塗布工程）
塗布工程においては、支持基材１２上に、コレステリック規則性を示す液晶性組成物を塗布することにより、コレステリック液晶層を形成する。このとき、液晶性組成物を塗布する方法としては、既存の任意の方法を用いることができる。具体的には、ロールコート法やグラビアコート法、バーコート法、スライドコート法、ダイコート法、スリットコート法、浸漬法などを用いることができる。また、支持基材１２としてプラスチックフィルムを用いる場合には、いわゆるロール・ツー・ロール（Roll to Roll）システムによるフィルムコーティングなどを用いることができる。
【０１００】
なお、支持基材１２上に塗布される液晶性組成物としては、コレステリック規則性を示すカイラルネマチック液晶やコレステリック液晶を用いることができる。このような材料としては、コレステリック液晶構造を形成し得る液晶材料であれば特に限定されるものではないが、硬化後に光学的に安定した偏光選択反射層１１を得ることができるという観点から、分子の両末端に重合性の官能基があるような重合性の液晶材料が特に好ましい。
【０１０１】
以下、液晶性組成物としてカイラルネマチック液晶を用いる場合を例に挙げて説明する。なお、カイラルネマチック液晶は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料とカイラル剤とを混合したものである。ここで、カイラル剤は、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の螺旋ピッチ長を制御し、液晶性組成物が全体としてコレステリック規則性を呈するようにするためのものである。また、このような液晶性組成物には、光重合開始剤や適当な添加剤が添加される。
【０１０２】
ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の一例としては、例えば、下記の一般式（１）で表わされる化合物や、下記の式（２−ｉ）〜（２−ｘi）で表される化合物を挙げることができる。また、これらの化合物を単独で、もしくは混合して用いることができる。
【化１】
2006189817.tif 000003
【化２】
2006189817.tif 000004
【０１０３】
上記一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ１及びＲ２はともに水素であることが好ましい。Ｘは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、上記一般式（１）において、分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である一般式（１）の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、ａ及びｂがそれぞれ１３以上である一般式（１）の化合物は、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶相を示す温度範囲が狭く好ましくない。
【０１０４】
なお、以上においては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として重合性液晶モノマーの例を挙げて説明したが、これに限らず、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーなどを用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、液晶ポリマーとしては、従来から提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。
【０１０５】
一方、カイラル剤は、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、主として分子量１５００以下の化合物である。カイラル剤は主として、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性に螺旋構造を誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間で溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望の螺旋構造を誘起できるものであれば、カイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されない。
【０１０６】
なお、このようにして液晶に螺旋構造を誘起させるために用いられるカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必要である。従って、ここで用いられるカイラル剤としては、例えば１つあるいは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミンやキラルなスルフォキシドなどのようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレンやビナフトールなどの軸不斉を持つ光学活性な部位を有する化合物が挙げられる。さらに具体的には、市販のカイラルネマチック液晶（例えばキラルドーパント液晶Ｓ−８１１（Ｍｅｒｃｋ社製））が挙げられる。
【０１０７】
しかしながら、選択されたカイラル剤の性質によっては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいはカイラル剤が非重合性の場合には、液晶性組成物の硬化性の低下や、硬化後のフィルムの信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量な使用は、液晶性組成物のコストアップを招く。従って、短い螺旋ピッチ長のコレステリック規則性を有する偏光選択反射層を形成する場合には、液晶性組成物に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤としては、螺旋構造を誘起させる効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には下記の一般式（３）、（４）又は（５）で表されるような、分子内に軸不斉を有する低分子化合物を用いることが好ましい。
【化３】
2006189817.tif 000005
【化４】
2006189817.tif 000006
【化５】
2006189817.tif 000007
【０１０８】
上記一般式（３）又は（４）において、Ｒ４は水素又はメチル基を示す。Ｙは上記に示す式（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、中でも、式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）及び（ｖｉｉ）のいずれか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すｃ及びｄは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ｃ又はｄの値が０又は１である上記一般式（３）又は（４）の化合物は、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高い。一方、ｃ又はｄの値が１３以上である化合物は融点（Ｔｍ）が低い。これらの化合物では、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間の相溶性が低下し、濃度によっては相分離などが起きるおそれがある。
【０１０９】
なお、このようなカイラル剤は、特に重合性を有する必要はない。しかしながら、カイラル剤が重合性を有している場合には、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料と重合され、コレステリック規則性が安定的に固定化されるので、熱安定性などの面では非常に好ましい。特に、分子の両末端に重合性の官能基があることが、耐熱性の良好な偏光選択反射層１１を得る上で好ましい。
【０１１０】
なお、液晶性組成物に含有されるカイラル剤の量は、螺旋構造の誘起能力や最終的に得られる偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造などを考慮して最適値が決められる。具体的には、用いられる液晶性組成物の材料により大きく異なるものではあるが、液晶性組成物の合計量１００重量部当り、０．０１〜６０重量部、好ましくは０．１〜４０重量部、さらに好ましくは０．５〜３０重量部、最も好ましくは１〜２０重量部の範囲で選ばれる。カイラル剤の含有量が上述した範囲よりも少ない場合は、液晶性組成物に充分なコレステリック規則性を付与することができない場合があり、上述した範囲を越える場合は、液晶分子の配向が阻害され、活性放射線などによって硬化させる際に悪影響を及ぼす危惧がある。
【０１１１】
なお、液晶性組成物は支持基材１２上にそのまま塗布することも可能であるが、粘性を塗布装置に合わせたり、良好な配向状態を得る目的で有機溶媒などの適当な溶媒に溶解させてインキ化するようにしてもよい。
【０１１２】
このような溶媒としては、上述したような重合性の液晶材料を溶解することが可能であれば特に限定されるものではないが、支持基材１２を浸食しないものであることが好ましい。具体的には、アセトンや、酢酸−３−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、塩化メチレン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。重合性の液晶材料の希釈の程度は特に限定されるものではないが、液晶自体が溶解性の低い材料であり、また粘性が高いことなどを考慮して、５〜５０％、さらに好ましくは１０〜３０％程度に希釈することが好ましい。
【０１１３】
（配向処理工程）
上述した塗布工程において、支持基材１２上に液晶性組成物を塗布し、コレステリック液晶層を形成した後、配向処理工程において、コレステリック液晶層をコレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持し、コレステリック液晶層中の液晶分子を配向させる。
【０１１４】
なお、本実施の形態において最終的に得られるべき偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造は、図２(a)に示すように、複数の螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向が層内でばらついた配向状態となっている場合と、図２(b)に示すようなプラーナー配向状態となっている場合とがあるが、どちらの場合でも、配向処理は必要となる。すなわち、前者においては、コレステリック液晶構造中に複数の螺旋構造領域３０を形成させるような配向処理が必要となり、後者においては、コレステリック液晶構造中に複数の螺旋構造領域３０を形成させるような配向処理と、コレステリック液晶構造の液晶分子のダイレクターを支持基材１２上で一定方向に揃えるような配向処理とが必要となる。
【０１１５】
ここで、支持基材１２上に形成されたコレステリック液晶層を、コレステリック液晶構造が発現する所定の温度に保持すると、コレステリック液晶層は液晶相を呈し、液晶分子自体の自己集積作用により、液晶分子のダイレクターが層の厚さ方向に連続的に回転してなる螺旋構造が形成される。また、偏光選択反射層１１に拡散性を持たせない場合であれば、コレステリック液晶構造の液晶分子のダイレクターが支持基材１２上で一定方向に揃えられる。そして、このような液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造は、後述するような手法でコレステリック液晶層を硬化させることにより、固定化することができる。
【０１１６】
なお、このような配向処理工程は、支持基材１２上に塗布された液晶性組成物に溶媒が含有されている場合には、通常、溶媒を除去するための乾燥処理とともに行われる。なお、溶媒を除去するためには、４０〜１２０℃、好ましくは６０〜１００℃の乾燥温度が適しており、乾燥時間（加熱時間）はコレステリック液晶構造が発現し、実質上溶媒が除去されればよく、例えば、１５〜６００秒が好ましく、さらに好ましくは３０〜１８０秒である。なお、乾燥後に配向状態が不十分であることが分かった場合には、適宜加熱時間を延長するようにするとよい。なお、このような乾燥処理において減圧乾燥の手法を用いる場合には、配向処理のために別途加熱処理を行うことが好ましい。
【０１１７】
（硬化処理工程）
上述した配向処理工程において、コレステリック液晶層中の液晶分子を配向させた後、硬化処理工程において、コレステリック液晶層を硬化させ、液晶相の状態で発現したコレステリック液晶構造を固定化する。
【０１１８】
ここで、硬化処理工程で用いられる方法としては、(1)液晶性組成物中の溶媒を乾燥させる方法、(2)加熱により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、(3)放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を重合させる方法、及び(4)これらの方法を組み合わせた方法を用いることができる。
【０１１９】
このうち、上記(1)の方法は、コレステリック液晶層の材料である液晶性組成物に含有されるネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として液晶ポリマーを用いた場合に適した方法である。この方法では、液晶ポリマーを有機溶媒などの溶媒に溶解させた状態で支持基材１２に塗布することとなるが、この場合には、乾燥処理により溶媒を除去するだけで、コレステリック規則性を有する固体化したコレステリック液晶層が形成される。なお、溶媒の種類や乾燥条件などについては、上述した塗布工程及び配向処理工程で述べたものを用いることができる。
【０１２０】
上記(2)の方法は、加熱により液晶性組成物中の液晶分子を熱重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、加熱（焼成）温度によって液晶分子の結合状態が変化するので、加熱時にコレステリック液晶層の面内で温度ムラがあると、膜硬度などの物性や光学的な特性にムラが生じる。ここで、膜硬度の分布を±１０％以内にするためには、加熱温度の分布も±５％以内に抑えることが好ましく、より好ましくは±２％以内に抑えることが好ましい。
【０１２１】
なお、支持基材１２上に形成されたコレステリック液晶層を加熱する方法としては、加熱温度の均一性が得られれば特に限定はなく、ホットプレート上に密着して保持したり、ホットプレートとの間にわずかな気層を設けてホットプレートと平行になるように保持する方法を用いることができる。また、オーブンのような特定の空間全体を加熱する装置内に静置したり当該装置内を通過させる方法でもよい。なお、フィルムコーターなどを用いる場合には、乾燥ゾーンを長くして加熱時間を十分にとることができるようにすることが好ましい。
【０１２２】
加熱温度としては一般に、１００℃以上の高温が必要となるが、支持基材１２の耐熱性から１５０℃程度までとすることが好ましい。ただし、耐熱性に特化したフィルムなどを支持基材１２の材料として用いれば、１５０℃以上の高温での加熱も可能である。
【０１２３】
上記(3)の方法は、放射線の照射により液晶性組成物中の液晶分子を光重合させてコレステリック液晶層を硬化させる方法である。この方法では、放射線として、電子線や紫外線などを条件に応じて適宜用いることができる。通常は、装置の容易性などの観点から紫外線が好ましく用いられ、その波長は２５０〜４００ｎｍである。ここで、紫外線を用いる場合には、液晶性組成物に光重合開始剤が添加されていることが好ましい。
【０１２４】
液晶性組成物中に添加される光重合開始剤としては、ベンジル（ビベンゾイルともいう）や、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４′−メチルジフェニルサルファイド、ベンジルメチルケタール、ジメチルアミノメチルベンゾエート、２−ｎ−ブトキシエチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、３，３′−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、メチロベンゾイルフォーメート、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、１−（４−ドデシルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどを挙げることができる。なお、光重合開始剤の他に増感剤を、本発明の目的が損なわれない範囲で添加することも可能である。
【０１２５】
なお、液晶性組成物に添加される光重合開始剤の添加量は、０．０１〜２０重量％、好ましくは０．１〜１０重量％、より好ましくは０．５〜５重量％の範囲であることが好ましい。
【０１２６】
以上のような一連の工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）を行うことにより、支持基材１２上に単層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を積層（固着）させることができるが、上述した一連の工程を繰り返すことにより、支持基材１２上に複数層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を積層（固着）させることができる。これにより、例えば、図３に示すように、青色（Ｂ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ａと、緑色（Ｇ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｂと、赤色（Ｒ）の波長域の光を選択的に反射する部分選択反射層１１ｃとが、支持基材１２側から順に積層された偏光選択反射層１１が得られる。
【０１２７】
この場合、下層のコレステリック液晶層が形成されてそれが固定化されていれば、２層目以降のコレステリック液晶層の液晶性組成物を塗布するときも同様の手法により行うことができる。この場合、上層のコレステリック液晶層のコレステリック液晶構造（配向状態）は下層のコレステリック液晶層のコレステリック液晶構造（配向状態）を継続したものとなり、積層されるコレステリック液晶層の間に配向制御などのための層を設ける必要はない。ただし、必要に応じて、積層されるコレステリック液晶層の間に易接着層などの中間層を設けるようにしてもよい。なお、２層目以降のコレステリック液晶層を形成するに際しての、塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程に関する条件や用いる材料などに関しては、上述した通りであるので、ここでの説明は省略する。
【０１２８】
このようにして、支持基材１２上に偏光選択反射層１１を積層（固着）させた後、この偏光選択反射層１１上に、図４又は図５に示す方法で撮影した透過型体積ホログラムからなる回折層５０を貼り合わせる。これにより、支持基材１２側から偏光選択反射層１１及び回折層５０がこの順番で順に積層された投影スクリーン１０を製造することができる。
【０１２９】
なお、以上においては、支持基材１２上に単層又は複数層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を積層（固着）させる場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、透過型体積ホログラムからなる回折層５０上に、以上のような一連の工程（塗布工程、配向処理工程及び硬化処理工程）を行って単層又は複数層のコレステリック液晶層からなる偏光選択反射層１１を積層（固着）させてもよい。この場合には、回折層５０の材料によっては易接着層などの中間層を設ける必要がなく、投影スクリーン１０内の層間界面を少なくすることができるので、層間界面での環境光などの反射によって生じる映像の視認性の低下の問題を回避することができる。
【０１３０】
このように本実施の形態によれば、特定の偏光成分の光を選択的に反射するコレステリック液晶構造を有する偏光選択反射層１１の前面側に回折層５０を配置し、回折層５０の前面側から特定の入射角αで入射した映像光（例えば左円偏光３１Ｌ）又は偏光選択反射層１１で反射された後に回折層５０の背面側から特定の入射角βで入射した映像光（例えば右円偏光３１Ｒ）を回折することにより、偏光選択反射層１１で反射されて回折層５０の前面側に出射される映像光（反射光３８，３８′，３８″又は回折光４０）の出射方向を制御するようにしている。このため、偏光選択反射層１１で反射された映像光（反射光３８，３８′，３８″又は回折光４０）の出射方向と、投影機光源の界面反射光４４の出射方向とを異ならせることが可能となり、投影機光源の映り込みを効果的に防止して映像の視認性を十分に向上させることができる。
【０１３１】
具体的には、偏光選択反射層１１の前面側に配置される回折層５０として、特定の方向から入射した光を当該特定の方向とは異なる方向を中心とする方向へ回折する透過型体積ホログラムを用いているので、回折層５０の回折条件を満足する入射角（透過型体積ホログラムのブラッグの回折条件を満足する角度）で光が入射したときに光が回折する。このとき、回折層５０においては、偏光選択反射層１１で反射される映像光を回折してその出射方向を制御する一方で、投影機光源の界面反射光４４を入射方向から見て正反射の方向に反射するので、偏光選択反射層１１で反射されて前面側に出射される映像光（反射光３８，３８′，３８″又は回折光４０）と、投影機光源の界面反射光４４とを分離して、投影機光源の映り込みを効果的に防止することができる。
【０１３２】
また、本実施の形態によれば、偏光選択反射層１１が、コレステリック液晶構造の有する偏光分離特性により特定の偏光成分の光（例えば右円偏光）のみを選択的に反射するので、偏光特性のない外光や照明光などの環境光を偏光選択反射層１１で約５０％しか反射しないようにすることができる。このため、白表示などの明表示の部分の明るさが同じ場合でも、黒表示などの暗表示の部分の明るさを略半分にして、映像のコントラストを略２倍にすることができる。なおこのとき、投射された映像光が偏光選択反射層１１に入射する際に、その入射光が、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすれば、投射された映像光を偏光選択反射層１１で略１００％反射することができ、映像光を効率的に反射することができる。ここで、回折層５０により光が回折される場合には、光の偏光状態（例えば円偏光の向き）が反転するので、投射された映像光は、図７乃至図９に示すような場合であれば、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光３１Ｌ）を主として含むことが好ましく、図１０に示すような場合であれば、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光３１Ｒ）を主として含むことが好ましい。
【０１３３】
さらに、本実施の形態によれば、偏光選択反射層１１及び回折層５０のうちの少なくとも一方が、光を拡散させる拡散性を有しているので、偏光選択反射層１１で反射されて回折層５０の前面側に出射される映像光を鏡面反射光でなく拡散反射光とすることができ、映像の視認性を向上させることができる。
【０１３４】
このとき、偏光選択反射層１１が拡散性を有するようにするには、例えばコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向にばらつきを持たせ、これにより、コレステリック液晶構造に構造的な不均一性をもたらすようにすればよい。この場合には、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光が拡散反射光となるので、映像が視認しやすくなる。なおこのとき、偏光選択反射層１１は、コレステリック液晶構造の構造的な不均一性により、選択的に反射される光を拡散させるので、特定の偏光成分の光（例えば選択反射波長域内の右円偏光３１Ｒ）を拡散させながら反射する一方で、その他の光（例えば選択反射波長域内の左円偏光３１Ｌ、選択反射波長域外の右円偏光３２Ｒ及び左円偏光３２Ｌ）については拡散させずに透過させることができる。このため、偏光選択反射層１１を透過する環境光や映像光について、上述したような偏光状態の乱れ（消偏）の問題は起こらず、偏光選択反射層１１の本来の偏光分離機能を維持しつつ、映像の視認性を向上させることができる。
【０１３５】
なお、回折層５０が拡散性を有している場合には、偏光選択反射層１１は必ずしも拡散性を有している必要はない。この場合には、偏光選択反射層１１のコレステリック液晶構造に含まれる螺旋構造領域３０の螺旋軸Ｌの方向が揃えられ、コレステリック液晶構造に構造的な均一性が与えられる。この場合には、偏光選択反射層１１で選択的に反射される光が鏡面反射光となるが、最終的に回折層５０により拡散されるので、映像の視認性は良好に保たれる。
【０１３６】
さらに、本実施の形態によれば、偏光選択反射層１１が、可視光域の一部のみをカバーする特定の波長域の光を選択的に反射したり、回折層５０が、可視光域に含まれる特定の波長域の光を選択的に回折したりしているので、外光や照明光などの環境光の影響をさらに抑えて映像のコントラストを高めることができ、映像の視認性をより向上させることができる。
【０１３７】
さらに、本実施の形態によれば、透過型体積ホログラムからなる回折層５０が拡散異方性や再帰回折性などを有しているので、視野角やゲインの制御を自在に行うことができる。
【０１３８】
投影システム
なお、上述した投影スクリーン１０は、図２０に示すように、投影機２１を備えた投影システム２０に組み込んで用いることができる。
【０１３９】
図２０に示すように、投影システム２０は、投影スクリーン１０と、投影スクリーン１０上に映像光を投射する投影機２１とを備えている。
【０１４０】
ここで、投影スクリーン１０に対して投影機２１から投影される映像光の入射角αは、投影スクリーン１０において、回折層５０の前面側から入射した光が回折層５０で回折された後に偏光選択反射層１１で反射される場合には、回折層５０の回折条件を満足する角度（透過型体積ホログラムのブラッグの回折条件を満足する角度）であることが好ましい。これに対し、投影スクリーン１０において、回折層５０の前面側から入射した光が回折層５０で回折されずに透過され、偏光選択反射層１１で反射された後に回折層５０の背面側から入射して回折層５０で回折される場合には、投影スクリーン１０に対して投影機２１から投影される映像光の入射角αは、回折層５０の回折条件を満足する角度（透過型体積ホログラムのブラッグの回折条件を満足する角度）を満たしてはならない。ただし、偏光選択反射層１１で反射された光が回折層５０で回折されなければならないので、回折層５０の背面側から入射した反射光の入射角β（図１０参照）は、回折層５０の回折条件を満足する角度（透過型体積ホログラムのブラッグの回折条件を満足する角度）であることが好ましい。
【０１４１】
図２０に示す投影システム２０において、投影機２１としては、ＣＲＴや液晶プロジェクター、ＤＬＰ（digital light processing）プロジェクターなどを用いることができるが、特に限定はされない。ただし、投影機２１により投影スクリーン１０上に投射される映像光は、上述したような回折層５０での映像光の回折の態様に応じて、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）又は同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）のいずれかを主として含むことが好ましい。
【０１４２】
ここで、投影機２１として液晶プロジェクターを用いる場合には、その動作原理から、実質的に直線偏光が出射されている場合が多い。このような場合には、投影機２１から出射された映像光を位相差板２２などを介して出射させることにより、光量の損失なく直線偏光を円偏光へと変換することができる。
【０１４３】
なお、位相差板２２としては、１／４波長位相差を持つものが好ましく用いられ、具体的には視感度が最も高い５５０ｎｍに合わせて１３７．５ｎｍの位相差を持つものが理想的である。また、出射される赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の全ての波長域の光に適用することができるという意味で、広帯域１／４波長位相差板がさらに好ましい。さらに、材料の複屈折を制御することで得られる単体の位相差板、又は、１／４波長位相差板と１／２波長位相差板とを組み合わせたものなどを用いることもできる。
【０１４４】
このような位相差板２２は、図２０に示すように、外付けで投影機２１の出射口に装着される他、投影機２１の内部に組み込まれていてもよい。
【０１４５】
なお、投影機２１としてＣＲＴやＤＬＰプロジェクターが用いられる場合には、投影機２１から出射される光が無偏光状態の光であるので、円偏光を出射する場合には、直線偏光板及び位相差板からなる円偏光板を配置する必要がある。この場合、投影機２１自体の光量は半減するが、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１で選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光に起因した迷光などの発生を効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。
【０１４６】
ここで、投影機２１は一般に、光の三原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の波長域の光によりカラー表示を実現しており、例えば、投影スクリーン１０に対して光が垂直に入射する場合を基準にして、選択反射中心波長が４３０〜４６０ｎｍ、５４０〜５７０ｎｍ及び５８０〜６２０ｎｍの範囲に存在する光を投射している。このため、投影スクリーン１０においては、投影機２１により投射される映像光の波長域に対応する波長域の光のみを選択的に反射するようにすることが好ましい。これにより、外光や照明光などの環境光のうち上述した波長域から外れた範囲にある可視光域の光の反射を防止して映像のコントラストを高めることができる。
【０１４７】
なお、投影システム２０は通常、室内の天井などの照明光源設置部２５に設置された照明光源２３を備えており、投影スクリーン１０が設置される観察空間を照明するようになっている。
【０１４８】
ここで、図２０に示すように、照明光源２３から出射された照明光が投影スクリーン１０上に直接的に照射されるように照明光源２３が配置されている場合には、照明光源２３から投影スクリーン１０へ向けて出射される照明光３４が、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）を主として含むようにすることが好ましい。これにより、照明光３４が投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１で反射されてしまうことを効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。なお、照明光３４のうち投影スクリーン１０の回折層５０の回折角に対応する入射角で入射した光は、回折層５０で回折された際にその偏光状態が反転され、偏光選択反射層１１で反射されてしまうが、このような光は照明光３４全体からみて無視できる程度のものであるので、全体としては良好に映像のコントラストを高めることができる。
【０１４９】
なお、照明光源２３から出射された照明光３４の偏光状態は、照明光源２３の近傍に、左円偏光を透過する偏光フィルム２４を設けることにより制御することができる。ここで、偏光フィルム２４としては、吸収型の円偏光板や偏光分離板（反射型の円偏光板）を用いることができる。なお、偏光分離板としては、コレステリック液晶層を利用した円偏光分離板や、直線偏光分離板の出射側に、直線偏光を円偏光へ変換するための位相差板を設けたものを用いることができる。なお、このような偏光分離板は、吸収型の円偏光板に比べて光量の損失が少ないという意味で好ましいものである。
【０１５０】
なお、図２０に示す投影システム２０においては、照明光源２３から出射された照明光３４が投影スクリーン１０上に直接的に照射されているが、これに限らず、図２１に示すように、天井以外の照明光源設置部２６に照明光源２３を設置し、照明光源２３から出射された照明光３５が天井などの照明光反射体２７を介して照明光３５′として投影スクリーン１０上に間接的に照射される場合にも同様にして適用することができる。ただし、この場合には、照明光反射体２７により光が反射したときに円偏光の偏光状態が反転するので、照明光源２３から照明光反射体へ向けて出射される照明光３５は、図２０に示す場合と同様に、右円偏光を透過する偏光フィルム２４′などを配置することにより、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と同一の偏光成分の光（例えば右円偏光）を主として含むようにすることが好ましい。なお、偏光フィルム２４′としては、上述した偏光フィルム２４と同様のものを用いることができる。これにより、照明光反射体２７でその偏光状態が反転された照明光３５′は、投影スクリーン１０により選択的に反射される光の偏光成分と異なる偏光成分の光（例えば左円偏光）を主として含むこととなり、投影スクリーン１０の偏光選択反射層１１で照明光３５′が反射されてしまうことを効果的に防止して映像のコントラストを高めることができる。なおこの場合も、照明光３５′のうち投影スクリーン１０の回折層５０の回折角に対応する入射角で入射した光は、回折層５０で回折された際にその偏光状態が反転され、偏光選択反射層１１で反射されてしまうが、このような光は照明光３５′全体からみて無視できる程度のものであるので、全体としては良好に映像のコントラストを高めることができる。
【実施例】
【０１５１】
次に、上述した実施の形態の具体的実施例について述べる。
【０１５２】
（実施例１）
紫外線硬化型のネマチック液晶からなる主剤（９４．０重量％）にカイラル剤（６．０重量％）を添加したモノマー混合液晶をシクロヘキサノンに溶解し、４５０ｎｍに選択反射中心波長を有する第１のコレステリック液晶溶液を調整した。
【０１５３】
さらに、第１のコレステリック液晶溶液には、光重合開始剤（Ciba Speciality Chemicals社製）を５重量％添加した。
【０１５４】
そして、以上のようにして調整した第１のコレステリック液晶溶液を、２００ｍｍ□（２００ｍｍ×２００ｍｍ）の黒色ＰＥＴフィルム上に易接着層を成膜した支持基材（ルミラー／ＡＣ−Ｘ、パナック社製）上に、バーコート法により塗布した。
【０１５５】
次に、８０℃のオーブンで９０秒加熱し、配向処理（乾燥処理）を行い、溶媒が除去されたコレステリック液晶層を得た。
【０１５６】
その後、窒素雰囲気下でコレステリック液晶層に対して３６５ｎｍの紫外線を５０ｍＷ／ｃｍ２で１分間照射し、コレステリック液晶層を硬化させることにより、４５０ｎｍに選択反射中心波長を有する１層目の部分選択反射層を得た。
【０１５７】
同様にして、第２のコレステリック液晶溶液を、１層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する２層目の部分選択反射層を得た。なお、第２のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、５５０ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１５８】
同様にして、第３のコレステリック液晶溶液を、２層目の部分選択反射層上に直接塗布し、配向処理（乾燥処理）及び硬化処理を行った。これにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有する、３層目の部分選択反射層を得た。なお、第３のコレステリック液晶溶液は、第１のコレステリック液晶溶液と同様の手法により調整されたものであり、ネマチック液晶とカイラル剤との混合比率を制御することにより、６００ｎｍに選択反射中心波長を有するようにした。
【０１５９】
以上により、青色（Ｂ）の波長域の光（４５０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する１層目の部分選択反射層と、緑色（Ｇ）の波長域の光（５５０ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する２層目の部分選択反射層と、赤色（Ｒ）の波長域の光（６００ｎｍに選択反射中心波長を有する光）を選択的に反射する３層目の部分選択反射層とが、支持基材側から順に積層された偏光選択反射層（ＣＬＣスクリーンとも呼ぶ）を得た。なお、１層目の部分選択反射層の厚さは３μｍ、２層目の部分選択反射層の厚さは４μｍ、３層目の部分選択反射層の厚さは５μｍとした。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態ではなく、不均一性を示した。なお、このような偏光選択反射層は、その構造的な不均一性により、右円偏光を入射させた場合の拡散角が±４０°となった。
【０１６０】
一方、回折層は、感光性材料からなる体積ホログラム層を有したフィルムを準備し、このフィルムの体積ホログラム層に透過型体積ホログラムを記録することによって、作製された。
【０１６１】
具体的には、５０μｍの厚さを有する支持基材としてのルミラーＴ６０（東レ社製、未処理ＰＥＴフィルム商品名）上に、以下の組成物インキの感光性材料を乾燥後の膜厚が１３μｍとなるように塗布し、その後乾燥して体積ホログラム層を形成し、剥離紙としてＳＰ−ＰＥＴ０３−ＢＵ（トーセロ製、表面剥離処理ＰＥＴフィルムの商品名）をラミネートして、ルミラーＴ６０／体積ホログラム層／ＳＰ−ＰＥＴからなるフィルムを作製した。
組成物
・ポリメチルメタクリレート系樹脂（分子量２００，０００）        ７０質量部
・以下の一般式（６）でＲ５＝Ｈ、Ｒ６＝ｐ−ビフェニルメチリレン基、ｍ＝ｎ＝１
１５０質量部
・３，９−ジエチル−３’−カルボキシメチル−２，２’−チアカルボシアニン、
ヨウ素塩                                                    ０．６質量部
・ジフェニルヨードニウム−トリフルオロメタンスルホネート          ６質量部
・１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル                  ８０質量部
・溶媒（ｎ−ブタノール：メチルイソブチルケトン＝１：１）      ３９０質量部
【化６】
2006189817.tif 000008
（式中、Ｒ５は水素原子またはメチル基、Ｒ６はｐ−ビフェニリルメチリレン基またはフルオレニリデン基、Ａはエチレン基またはプロピレン基を示し、ｍ、ｎは各々１以上であり、ｍ＋ｎは２．０〜８．０の範囲の数である。）
【０１６２】
作製されたフィルムの体積ホログラム層へ、波長５１４ｎｍのレーザ光を用い、図５に示す配置にて、参照光および物体光としての２本の略平行光をそれぞれ３０°および０°の入射角で入射することによって透過型体積ホログラムを記録し、１００℃で１０分間加熱した。その後、高圧水銀灯を用い、３０００ｍＪ／ｃｍ２で露光（３６５ｎｍ換算）して、ホログラムを定着させた。なお、このようにして作製された透過型体積ホログラムは拡散性を有さない。
【０１６３】
以上のようにして作製された偏光選択反射層および剥離紙を剥がした回折層（透過型体積ホログラム）を２００ｍｍ×２００ｍｍのサイズで準備し、同サイズのガラスの両面にそれぞれ貼り合わせ、実施例１に係る投影スクリーンを得た。なお、貼り合わせには基材レス粘着フィルム（パナック社製）を用いた。
【０１６４】
実施例１に係る投影スクリーンは、図７に示すような場合（映像光が回折層で略垂直方向に回折された後に偏光選択反射層で拡散反射される場合）に対応するものであり、偏光選択反射層に対して映像光が略垂直に入射するので、偏光選択反射層の各部分選択反射層の波長領域は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１６５】
（実施例２）
実施例２の偏光選択反射層は、表面に配向能を付与された支持基材を用いて作製された。これ以外の点において、本実施例の偏光選択反射層は、実施例１の偏光選択反射層と同様の方法で作製された。なお、このようにして得られた実施例２に係る投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造は、プラーナー配向であった。
【０１６６】
実施例２の回折層は、図４に示す方法を用いて作製された。具体的には、粗さ１０００番、大きさ５００ｍｍ×５００ｍｍのすりガラスを透過型拡散板として用いた。この透過型拡散板を、大きさ３００×３００ｍｍの体積ホログラム層に対向するようにして４３０ｍｍだけ離間して配置し、物体光としての散乱光を入射して回折層を作製した。これら以外の点において、本実施例の回折層（透過型体積ホログラム）は、実施例１の回折層と同様の方法で作製された。作製された回折層（透過型体積ホログラム）は、３０°入射、０°回折であり、中心部にて±３０°の拡散角を有していた。
【０１６７】
以上のようにして準備された偏光選択反射層および回折層（透過型体積ホログラム）をガラスの両面にそれぞれ貼り合わせ、実施例２に係る投影スクリーンを得た。なお、貼り合わせには基材レス粘着フィルム（パナック社製）を用いた。
【０１６８】
実施例２に係る投影スクリーンは、図８に示すような場合（映像光が回折層で略垂直方向に回折および拡散された後に偏光選択反射層で反射される場合）に対応するものであり、偏光選択反射層に対して映像光が略垂直に入射するので、偏光選択反射層の各部分選択反射層の波長領域は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１６９】
（実施例３）
実施例１の偏光選択反射層および実施例２の回折層を、ガラスの両面にそれぞれ貼り合わせ、実施例３に係る投影スクリーンを得た。なお、貼り合わせには基材レス粘着フィルム（パナック社製）を用いた。実施例３に係る投影スクリーンは、図９に示すような場合（映像光が回折層で略垂直方向に回折および拡散された後に偏光選択反射層で拡散反射される場合）に対応するものであり、偏光選択反射層に対して映像光が略垂直に入射するので、偏光選択反射層の各部分選択反射層の波長領域は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１７０】
（実施例４）
実施例４の回折層（透過型体積ホログラム）は、実施例１の回折層と同様の方法で作製された。ただし、本実施例における投影スクリーンにおいては、回折層（透過型体積ホログラム）を、実施例１と表裏を反対にしてガラスに貼り合わせた。また、実施例４の偏光選択反射層は、ネマチック液晶からなる主剤とカイラル剤との比率を変化させたことを除き、実施例１の偏光選択反射層と同一の方法で作製された。このような実施例４に係る投影スクリーンにおいては、映像光が回折することなく回折層を透過し（図１０）、偏光選択反射層で拡散反射された後、再び回折層に入射し回折される。
【０１７１】
したがって、映像光は偏光選択反射層に対して斜めに入射するので、偏光選択反射層の選択反射波長域が見かけ上短波長側にシフトすることとなる。このため、本実施例に係る投影スクリーンにおいては、このようなシフト量との関係で、偏光選択反射層の各部分選択反射層の波長域（選択反射中心波長）を、投影機により投射される映像光の波長域よりも長波長側に設定している。具体的には、本実施例の各部分選択反射層の波長域が、投影機により投射される映像光の波長域には含まれていない、５１０ｎｍ、６４０ｎｍ、７００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するようにした。このような各部分選択反射層の選択反射中心波長の調整は、各部分選択反射層の作製中におけるネマチック液晶からなる主剤とカイラル剤との比率を変化させることによって行われる。例えば、部分選択反射層の選択反射中心波長を５１０ｎｍに設定する場合には、ネマチック液晶からなる主剤を９４．７重量％、主剤に添加されるカイラル剤を５．３重量％とすることにより実現され得る。
【０１７２】
（実施例５）
実施例５の回折層（透過型体積ホログラム）は、実施例２の回折層と同様の方法で作製された。ただし、本実施例における投影スクリーンにおいては、回折層（透過型体積ホログラム）を、実施例２と表裏を反対にしてガラスに貼り合わせた。また、実施例５の偏光選択反射層は、ネマチック液晶からなる主剤とカイラル剤との比率を変化させたことを除き、実施例２の偏光選択反射層と同一の方法で作製された。このような実施例５に係る投影スクリーンにおいては、映像光が回折することなく回折層を透過し（図１０）、偏光選択反射層で反射された後、再び回折層に入射し回折および拡散される。
【０１７３】
したがって、映像光は偏光選択反射層に対して斜めに入射するので、偏光選択反射層の選択反射波長域が見かけ上短波長側にシフトすることとなる。したがって、実施例４と同様に、本実施例の各部分選択反射層の波長域が、投影機により投射される映像光の波長域には含まれていない、５１０ｎｍ、６４０ｎｍ、７００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するようにした。
【０１７４】
（実施例６）
実施例６の回折層（透過型体積ホログラム）は、実施例３の回折層と同様の方法で作製された。ただし、本実施例における投影スクリーンにおいては、回折層（透過型体積ホログラム）を、実施例３と表裏を反対にしてガラスに貼り合わせた。また、実施例６の偏光選択反射層は、ネマチック液晶からなる主剤とカイラル剤との比率を変化させたことを除き、実施例３の偏光選択反射層と同一の方法で作製された。このような実施例６に係る投影スクリーンにおいては、映像光が回折することなく回折層を透過し（図１０）、偏光選択反射層で拡散反射された後、再び回折層に入射し回折および拡散される。
【０１７５】
したがって、映像光は偏光選択反射層に対して斜めに入射するので、偏光選択反射層の選択反射波長域が見かけ上短波長側にシフトすることとなる。したがって、実施例４および実施例５と同様に、本実施例の各部分選択反射層の波長域が、投影機により投射される映像光の波長域には含まれていない、５１０ｎｍ、６４０ｎｍ、７００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するようにした。
【０１７６】
（実施例７）
実施例７の回折層（透過型体積ホログラム）は、図５に示す参照光および物体光としての２本の略平行光をそれぞれ３０°および０°の入射角で入射することによって透過型体積ホログラムを記録し、作製された。これ以外の点において、本実施例の回折層は、実施例１の回折層と同様の方法で作製された。作製された回折層（透過型体積ホログラム）は、３０°入射、５°回折であり、拡散角を有していない。また、実施例７の偏光選択反射層は、実施例１の偏光選択反射層と同一の方法で作製された。このようにして準備された偏光選択反射層および回折層（透過型体積ホログラム）をガラスの両面にそれぞれ貼り合わせ、実施例７に係る投影スクリーンを得た。なお、貼り合わせには基材レス粘着フィルム（パナック社製）を用いた。
【０１７７】
実施例７に係る投影スクリーンにおいて、映像光は、回折層で回折され、略５°の入射角で偏光選択反射層に入射する（図１２）。その後、映像光は偏光選択反射層において拡散反射される。なお、偏光選択反射層への映像光の入射角が十分小さいことから、偏光選択反射層の波長域は、投影機により投影される映像光の波長域に含まれる、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１７８】
（実施例８）
実施例８の回折層（透過型体積ホログラム）は、図４に示す配置において透過拡散板を体積ホログラム層に対して５°傾けるとともに１００ｍｍだけ離間させ、作製された。これ以外の点において、本実施例の回折層は、実施例２の回折層と同様の方法で作製された。作製された回折層（透過型体積ホログラム）は、３０°入射、５°回折であり、拡散性を有していた。また、実施例８の偏光選択反射層は、実施例２の偏光選択反射層と同一の方法で作製された。このようにして準備された偏光選択反射層および回折層（透過型体積ホログラム）をガラスの両面にそれぞれ貼り合わせ、実施例８に係る投影スクリーンを得た。なお、貼り合わせには基材レス粘着フィルム（パナック社製）を用いた。
【０１７９】
実施例８に係る投影スクリーンにおいて、映像光は回折層で回折されるとともに、偏光選択反射層に対する入射角が５°を中心とした範囲となるように拡散される。その後、映像光は偏光選択反射層において反射される。なお、偏光選択反射層への映像光の入射角が十分小さいことから、偏光選択反射層の波長域は、投影機により投影される映像光の波長域に含まれる、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１８０】
（実施例９）
実施例１の偏光選択反射層および実施例８の回折層を、ガラスの両面にそれぞれ貼り合わせ、実施例９に係る投影スクリーンを得た。なお、貼り合わせには基材レス粘着フィルム（パナック社製）を用いた。
【０１８１】
実施例９に係る投影スクリーンにおいて、映像光は回折層で回折されるとともに、偏光選択反射層に対する入射角が５°を中心とした範囲となるように拡散される。その後、映像光は偏光選択反射層において拡散反射される。なお、偏光選択反射層への映像光の入射角が十分小さいことから、偏光選択反射層の波長域は、投影機により投影される映像光の波長域に含まれる、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、および６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１８２】
（比較例１）
支持基材として、延伸フィルムである黒色ＰＥＴフィルム（ルミラー、パナック社製）を用い、実施例１と同様の手法により偏光選択反射層を製造し、これを比較例１に係る投影スクリーンとした。すなわち、比較例１の投影スクリーンは回折層を有していない。なお、このようにして得られた投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態ではなく、不均一性を示した。なお、このような偏光選択反射層は、その構造的な不均一性により、右円偏光を入射させた場合の拡散角が±４０°となった。比較例１に係る投影スクリーンにおいては、偏光選択反射層に対して映像光が略垂直に入射するようにし、これにともなって、偏光選択反射層の各部分選択反射層の波長域は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１８３】
（比較例２）
支持基材の表面に配向能を付与した上で偏光選択反射層を作製した以外は、上述した比較例１と同様の手法により偏光選択反射層を製造し、これを比較例２に係る投影スクリーンとした。すなわち、比較例２の投影スクリーンは回折層を有していない。なお、このようにして得られた比較例２に係る投影スクリーンの偏光選択反射層の各部分選択反射層のコレステリック液晶構造はプラーナー配向状態であった。比較例２に係る投影スクリーンにおいては、偏光選択反射層に対して映像光が略垂直に入射するようにし、これにともなって、偏光選択反射層の各部分選択反射層の波長域は、４５０ｎｍ、５５０ｎｍ、６００ｎｍにそれぞれ選択反射中心波長を有するものとした。
【０１８４】
（比較例３）
市販の投影スクリーンとして、布材の表面にビーズ入りの散乱層を形成した投影スクリーン（オーエス社製）を準備した。
【０１８５】
（評価結果）
実施例１〜９及び比較例１〜３に係る各投影スクリーン上に、投影機から出射された映像光を投射してコントラストを測定した。なお、投影機としては、ＤＬＰプロジェクター（プラス社製）を用いた。
【０１８６】
ここで、投影機の出射口には、出射された映像光が円偏光となるように円偏光板を配置した。
【０１８７】
なお、投影スクリーンは、床に対して垂直に設置した。実施例１〜３および実施例７〜９に関しては、前面側から入射した映像光の入射角が投影スクリーンの透過型体積ホログラム（回折層）の回折角に合うように、すなわち、映像光の投影スクリーンへの入射角が３０°となるよう、投影スクリーンに対して斜め約３０°の方向から映像光が入射する関係で投影機を配置した。一方、実施例４〜６に関しては、前面側から入射した映像光の入射角が投影スクリーンの透過型体積ホログラム（回折層）の回折角に合わないように、かつ、偏光選択反射層で反射され背面側から透過型体積ホログラム（回折層）に入射した映像光の入射角が透過型体積ホログラム（回折層）の回折角に合うように、投影機を配置した。また、比較例１〜３に関しては、映像光が投影スクリーンに略垂直に入射するように、投影機を配置した。
【０１８８】
この状態で、投影機により投影スクリーン上に映像光（白と黒のエリアがある静止映像）を投射し、映像のコントラストを測定した。具体的には、輝度計（ルミナンスメーターＢＭ−８、トプコン社製）により、投影スクリーンの中央部の白色及び黒色の映像のそれぞれの輝度を測定し、その比をコントラスト（コントラスト＝白映像の輝度÷黒映像の輝度）として表した。
【０１８９】
次表１に、実施例１〜９及び比較例１〜３に係る各投影スクリーンについて計測したコントラストを示す。
【０１９０】
また、各投影スクリーンを目視により観察したが、この場合、比較例２に係る投影スクリーンは光の反射が鏡面的に起こり、映像が視認しにくく測定できなかった。実施例１〜９及び比較例１、３の各投影スクリーンでは良好に映像を視認することができたが、コントラストについては、実施例１〜９および比較例１に係る投影スクリーンは偏光分離による高いコントラストを示し、比較例３に係る投影スクリーンに比べて略７〜１２倍向上した。また、実施例１〜３と実施例７〜９とを比較すると、実施例７〜９では再帰回折が生じていないため、実施例１〜３に比べ、投影スクリーンに対して垂直な方向からのコントラストが向上した。
【表１】
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【０１９１】
また、コントラストはプロジェクター光源の映り込みがない位置で測定しているが、実際には、比較例１、２に係る投影スクリーンでは、映像光の反射方向にプロジェクター光源の界面反射も起こり、映像の視認性が低下する。また、比較例３に係る投影スクリーンでは、このような界面反射は投影スクリーンの全面で拡散され、コントラストの低下の要因となった。これに対し、実施例１〜９に係る投影スクリーンでは、映像光とプロジェクター光源の界面反射光とが回折の作用に分離され、映像光に入り込まず、映像の視認性が向上していることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンを示す概略断面図。
【図２】図１に示す投影スクリーンの偏光選択反射層の配向状態及び光学的機能を説明するための模式図。
【図３】図１に示す投影スクリーンの一変形例を示す概略断面図。
【図４】図１に示す投影スクリーンに含まれる拡散性を有する回折層の作製方法を説明するための概略図。
【図５】図１に示す投影スクリーンに含まれる拡散性を有しない回折層の作製方法を説明するための概略図。
【図６】図１に示す投影スクリーンの回折層の回折特性（波長と回折効率との関係）を示す図。
【図７】図１に示す投影スクリーンにおける偏光選択反射層及び回折層の組み合わせ例を示す概略断面図。
【図８】図１に示す投影スクリーンにおける偏光選択反射層及び回折層の他の組み合わせ例を示す概略断面図。
【図９】図１に示す投影スクリーンにおける偏光選択反射層及び回折層のさらに他の組み合わせ例を示す概略断面図。
【図１０】図１に示す投影スクリーンの回折層における光の回折例を説明するための概略断面図。
【図１１】図１に示す投影スクリーンの回折層における光の他の回折例を説明するための概略断面図。
【図１２】図１に示す投影スクリーンの回折層における光のさらに他の回折例を説明するための概略断面図。
【図１３】図１に示す投影スクリーンの他の変形例を示す概略断面図。
【図１４】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図１５】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図１６】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図１７】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図１８】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図１９】図１に示す投影スクリーンのさらに他の変形例を示す概略断面図。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンを備えた投影システムの一例を示す概略図。
【図２１】本発明の一実施の形態に係る投影スクリーンを備えた投影システムの他の例を示す概略図。
【図２２】図１に示す投影スクリーンに含まれる拡散異方性を有する回折層の作製方法を説明するための概略斜視図。
【図２３】図１に示す投影スクリーンに含まれる拡散異方性を有する回折層の作製方法を説明するための概略上面図。
【符号の説明】
【０１９３】
１０，１０−１，１０−２  投影スクリーン
１１  偏光選択反射層
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  部分選択反射層
１２，１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ  支持基材
１３  中間層
１４  支持フィルム
１５  光吸収層
１６  光反射層
１７  粘着層
１８  剥離フィルム
１９  機能性保持層
２０  投影システム
２１  投影機
２２  位相差板
２３  照明光源
２４，２４′  偏光フィルム
２５，２６  照明光源設置部
２７  照明光反射体
３０  螺旋構造領域
３１Ｒ  選択反射波長域内の右円偏光
３１Ｌ  選択反射波長域内の左円偏光
３２Ｒ  選択反射波長域外の右円偏光
３２Ｌ  選択反射波長域外の左円偏光
３３  反射光（拡散光）
３４，３５，３５′  照明光
３６  反射光（鏡面反射光）
３７  回折光
３７′，３７″  回折光（拡散光）
３８，３８′，３８″  反射光（拡散光）
３９  反射光（鏡面反射光）
４０  回折光（拡散光）
４１，４３  反射光
４２  再帰回折光
４４  界面反射光
５０  回折層
６１  ホログラム感光材料
６２  透過散乱板
６３  照明光
６４  物体光（散乱光）
６５  参照光（平行光）
６６  物体光（平行光）
６７  参照光（平行光）
Ｌ  螺旋軸
α，α′，β  入射角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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